论文总字数：20912字

摘 要

薄膜太阳电池由于它原料消耗少、制备简单、可卷曲性等优点，近几年受到了广泛的关注。目前，由于元素的高毒性以及需要提高薄膜的稳定性，因此，研究较多的铜铟镓硒和碲化镉薄膜太阳能电池限制了它们的广泛应用。因此，具有丰富储量，无毒，制备简单，稳定性高的薄膜材料的研究与开发已经成为薄膜太阳能电池发展的重点。硒化锑薄膜材料满足这些条件，成为了非常好的选择。

本文首先对课题研究内容中的基础知识进行了阐述。之后介绍了SCAPS模拟软件的原理、计算过程和相关操作进行了描述。最后，用SCAPS软件进行了模拟研究，根据模拟数值画图，并分析硒化锑厚度，氧化铜掺杂浓度和迁移率，硒化锑层缺陷态浓度，以及金属功函数对电池性能的影响。最后，通过数据分析得到厚度为300nm时电池性能最好，其中VOC为0.6403V，JSC为30.1878 mA/，FF为74.47％，PCE为14.39％。

关键词：太阳能电池 硒化锑 空穴传输层 SCAPS

Simulation Study on Performance of Antimony Selenide Photovoltaic Cells Containing Copper Oxide Hole Transport Layer Abstract

Thin-film solar cells have received extensive attention in recent years due to their small raw material usage, simple preparation, curlable. At present, the more researched copper indium gallium selenium and cadmium telluride thin film solar cells limit their wide application due to the high toxicity of the elements and the need to improve the stability of the thin film. Therefore, the research and development of a thin film material with rich reserves, non-toxic, simple preparation and high stability has become the focus of the development of thin-film solar cells. Antimony selenide thin film materials meet these conditions and become a very good choice.

This article first explains the basic knowledge in the research content of the subject. After that, the principle, calculation process and related operations of SCAPS simulation software are introduced. Finally, a simulation study was conducted using SCAPS software, and the graphs were drawn according to the simulation values, and the effects of antimony selenide thickness, copper oxide doping concentration and mobility, antimony selenide layer defect state concentration, and metal work function on battery performance were analyzed. Finally, through data analysis, it is found that the battery performance is the best when the Sb2Se3 thickness is 300nm, among them, VOC is 0.6403V, JSC is 30.1878 mA / , FF is 74.47% , and PCE is 14.39%,.

Key words：Solar cell; antimony selenide; hole transport layer; SCAPS

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 太阳能电池概述 1

1.2.1 太阳能电池发展历程 1

1.2.2 太阳能电池发电原理 3

1.3 硒化锑材料 5

1.3.1 硒化锑材料的结构 5

1.3.2 硒化锑材料的性质 6

1.4 硒化锑薄膜的制备方法 7

1.4.1 热蒸发法 8

1.4.2化学水浴沉积法（CBD） 9

1.4.3 电化学沉积法 9

1.4.4旋涂法 9

1.5硒化锑太阳能电池的结构与研究进展 10

1.6 研究意义 11

第二章 硒化锑太阳能电池的SCAPS模拟 13

2.1 SCAPS软件介绍 13

2.2 SCAPS软件模拟原理 13

2.3 SCAPS软件使用介绍 14

第三章 硒化锑太阳能电池性能的模拟研究 16

3.1 参数设定 16

3.2 各种参数对光伏电池性能影响的模拟研究 16

3.2.1 研究硒化锑的厚度对电池性能的影响 16

3.2.2研究CuO的掺杂浓度和迁移率对电池性能的影响 18

3.2.3 研究硒化锑层的缺陷态浓度对电池性能的影响 19

3.2.4 研究金属电极功函数对电池性能的影响 20

第四章 总结与展望 22

4.1 总结 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致谢 26

第一章 绪论

1.1 引言

进入了21世纪，科学研究进展迅速，人口也在快速膨胀，早已不止满足于温饱的我们对生活品质的要求不断提高，与之相伴的问题也不断到来：过度消耗的社会直接导致了能源的短缺。而能源作为我们日常生活和经济快速发展中必不可少的资源，是我们现代社会的重要动力源泉。从工业革命开始到现在，人们对石油、煤等化石资源以及天然气大规模挖取和利用，使得这些本就形成周期极长、储量有限的资源日趋枯竭。同时，由于在使用过程中产生的各种温室气体如二氧化碳二氧化硫等，导致了温室效应和环境的日趋恶化也格外令人担忧。因此污染越来越严重的环境和快要消耗殆尽的自然能源是我们面临的两个急需解决的社会问题^[1]。为了减少人们在日常生活中过度依赖化石能源的现象，同时还不能出现人们需要而没有的现象，人们把视线转向了新能源，如水能、地热能、风能、太阳能等，其中太阳能因储量极大并极易获得受到了社会各界的重视，有专家预言，大概到21世纪中期，太阳能将会占据所消耗能源的所有的35％，有很大的希望代替传统化石能源。

1.2 太阳能电池概述

请支付后下载全文，论文总字数：20912字